JP2004500714A - Ｅｍｉシールドのための方法および装置 - Google Patents

Abstract

電子機器の非伝導性ハウジングにおける使用のための電磁障害シールドを作製する方法が開示される。１つの実施形態において、このシールドは、電気的に非伝導性基板（例えば、熱成形可能なフィルム）を備え得、この電気的に非伝導性物質は、電気的に伝導性の要素（例えば、伸展可能なインクまたは伝導性ファイバーと伸展可能なフィルムとの組合せ）でコーティングされている。１つの実施形態において、圧縮可能な伝導性の全周ギャップガスケットが、適所での成形プロセスを使用して、成形され得る。

Description

【０００１】
（関連出願）
本願は、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　ＥＭＩ　Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇとの表題を付けられた米国仮特許出願番号６０／１８５，５９７（２０００年２月２８日出願）の全体を参考として援用し、そしてこれに対する優先権を主張する。本願はまた、Ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　ＥＭＩ　Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇと表題を付けられた米国特許出願（２００１年１月２４日出願、代理人参照番号：ＡＰＭ−０３６）の全体を参考として援用し、そしてこれに対して優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、電磁障害（「ＥＭＩ」）シールドを製造する方法およびそれによって生成されるＥＭＩシールドに関する。
【０００３】
（発明の背景）
本明細書中で使用される場合、用語、ＥＭＩは、一般的に、ＥＭＩと無線周波妨害（「ＲＦＩ］）放射の両方をいうことが考慮されるべきであり、そして用語、電磁は、一般的に、電磁周波および高周波をいうことが考慮されるべきである。
【０００４】
通常の操作の間、電子装置は望ましくない電磁エネルギーを発生し、このエネルギーは、放射および伝導によるＥＭＩ伝達に起因して、近位に配置される電子装置の作動を妨害し得る。この電磁エネルギーは、広範囲の波長および周波数の電磁エネルギーであり得る。ＥＭＩに関する問題を最小限度にするために、望ましくない電磁エネルギーの供給源はシールドされて、そして電気的に接地され得る。シールディングは、電子装置が配置されるハウジングまたは他のエンクロージャに対して、電磁エネルギーの侵入と出現の両方を防止するように設計される。このようなエンクロージャは、隣接したアクセスパネルと周囲のドアとの間にギャップまたはシームをしばしば備えるので、有効なシールディングは遂行するのが困難である。なぜなら、エンクロージャ中のギャップは、それを通してＥＭＩの転移を可能にするからである。さらに、電気伝導性の金属エンクロージャの場合において、これらのギャップは、エンクロージャの伝導率において不連続面を形成することで、有益なファラデー遮蔽効果を阻害し得る。この不連続面は、このエンクロージャを通過する接地伝導経路の有効性を損なう。さらに、一般的にエンクロージャの電気伝導率レベルと有意に異なる、ギャップでの電気伝導率レベルを示すことによって、このギャップはスロットアンテナとして作用し得、ＥＭＩの二次供給源になるエンクロージャそれ自体を生じる。
【０００５】
特殊なＥＭＩガスケットは、ギャップにおける、およびドアの周囲における使用のために展開されて、ある程度のＥＭＩシールディングを提供するが、エンクロージャドアおよびアクセスパネルの操作を可能にする。ＥＭＩを効果的にシールドするために、このガスケットはＥＭＩを吸収または反射し得、そしてガスケットが配置されるギャップを通過する、連続的な電気伝導経路を確立し得るべきである。ベリリウムでドープ処理された銅から製造される従来の金属ガスケットは、高レベルの電気伝導率に起因して、ＥＭＩシールディングのために広く用いられる。しかし、ガスケットにおける固有の電気抵抗に起因して、シールドされている電磁場の一部分は、ガスケットにおいて電流を誘発し、このガスケットは、誘発された電流を接地に通過させるための電気伝導経路の一部を形成することが必要である。ガスケットを適切に接地できないことは、一次ＥＭＩ場に対向するガスケットの側面から電磁場の放射を生じ得る。
【０００６】
高い伝導率および接地能力の望ましい特質に加えて、ドア適用におけるＥＭＩガスケットは、弾力的に対応しかつ可変ギャップ幅およびドア操作を補う弾力性があるべきであり、なおかつ、金属疲労、圧縮歪みまたは他の欠陥機構に起因する故障なしに、反復ドア閉鎖に抵抗するほど強くあるべきである。ＥＭＩガスケットはまた、近位の構造体と密接に電気的接触を確保するが、ドア閉鎖に対して単位長さあたり最小抵抗力を示すように構成されるべきである。なぜなら、大きいドアをシールドするためのＥＭＩガスケットの全長は、大きいドアは数メートルを容易に越え得る。ガスケットは、異なる金属が長期間、各々と接触している場合に起こり得る電気化学的腐食に対して耐久性であることがまた所望される。非常に低い抵抗、および同時にとても高い電気伝導率は、増加するシールディング要求に起因するＥＭＩガスケットの必須特性になっている。低コスト、製造の容易さおよび導入の容易さはまた、広範な使用および商業上の成功を達成するために、望ましい特性である。
【０００７】
従来の金属ＥＭＩガスケット（しばしば、ベリリウム銅フィンガーストリップ（ｆｉｎｇｅｒ　ｓｔｒｉｐ）と呼ばれる）は、それらの間に直線スリットを形成する、複数の片持ちフィンガーまたはブリッジフィンガーを備える。このフィンガーは、圧縮される場合、ばね作用およびワイピング（ｗｉｐｉｎｇ）作用を提供する。他の型のＥＭＩガスケットは、独立気泡フォームスポンジを備え、このスポンジは、その上に編まれた金属ワイヤーメッシュ、またはそれに接合させた金属ファブリックを有する。金属ワイヤーメッシュはまた、シリコーンチュービングを覆って編まれ得る。回転金属ワイヤーメッシュのストリップはまた、フォームまたはチュービング挿入なしで、用いられ得る。
【０００８】
金属フィンガーストリップに関する１つの問題は、十分に低いドア閉鎖力を確証するために、銅フィンガーストリップが、例えば、厚さ約０．０５ｍｍ（０．００２インチ）から約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）程度の薄いストックから作製されることである。従って、取り外されたフィンガーストリップの高さおよびそれが取り付けられるギャップの幅のサイズの決定は、取り付けられ、そしてロードされる場合に、十分な電気接触を保証するように、そしてこのフィンガーの過剰圧縮に起因する可塑性の変形およびストリップの生じる破損をなお防止するように、制御されるべきである。強度を高めるために、合金を形成するようにベリリウムが銅に添加される：しかし、ベリリウムはコストを増し、かつベリリウムは発ガン性物質とみなされるので問題がある。それらの薄さに起因して、このフィンガーストリップはもろく、そして誤操作した場合または過応力を与えた場合に破砕し得る。フィンガーストリップはまた、細く鋭いエッジを備え、これは取り付けおよび整備の作業員に対して安全上の問題がある。フィンガーストリップはまた、製造するのが高価であり、これは要求される複合体輪郭を形成するために提供する圧力のためのツールおよび回転装置の獲得および開発に関するコストに部分的に起因する。フィンガーストリップの設計を変えて、生産または性能の問題に取り組むことは、新規のツールの購入を要求し、そして確実で高収率な製造プロセスの設立に関する開発コストを代表的には負う。上記の制限にかかわらず、金属フィンガーストリップは、商業的に受け入れられかつ広域に使用される。一旦製造が確立されると、多量のフィンガーストリップが、比較的低コストで作製され得る。
【０００９】
従来のフィンガーストリップに関する別の問題は、電気製品のクロック速度が増加されるほどのＥＭＩシールディングにおける有効性がないことである。クロック速度が増加されるにつれて、生成されるＥＭＩ波の波長は減少する。従って、この波は、エンクロージャおよびＥＭＩシールドにおけるより小さな装置に侵入し得る。より短い波長において、フィンガーシールドに形成されるスリットは、スロットアンテナとして作用し得、それを通じてＥＭＩの通過を可能にし、そしてシールドの得られたシールディングの有効性を減少する。フィンガーの間に形成される線形スリットを有する従来のフィンガーストリップは、これらの適用においてあまり有効ではなくなっている。
【００１０】
金属ファブリックで覆われたフォームガスケットは、フィンガーストリップの取り付け、性能および安全性の不利益の多数を回避する；しかし、それらは、高価な素材に起因して、生産するのに比較的コストがかかり得る。それにもかかわらず、フォームコアを有する金属ファブリックから製造されるＥＭＩガスケットは、特に装置の使用について人気が増加しており、ここでは性能が主な問題点である。
【００１１】
本明細書中で使用される場合、用語、金属ファブリックは、織布、不織布もしくは目の荒いメッシュのキャリアバッキング、または基板およびそれらの等価物に配置される、１つ以上の金属コーティングを有する物体を含む。例えばＯ’Ｃｏｎｎｏｒらに発行された米国特許第４，９００，６１８号、Ｍｏｒｇａｎらに発行された米国特許第４，９１０，０７２号；Ｍｏｒｇａｎらに発行された米国特許第５，０７５，０３７号およびＣｒｉｂｂらに発行された米国特許第５，３９３，９２８号（これらの開示は、その全体が本明細書中で参考として援用される）を参照のこと。金属ファブリックは、種々の金属およびファブリックキャリアバッキングの組み合わせにおいて市販されている。例えば、ナイロンキャリア上の純粋な銅、ナイロンキャリア上のニッケル銅合金およびポリエステルメッシュキャリア上の純粋なニッケルは、Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉからの登録商標Ｆｌｅｃｔｉｏｎ（登録商標）金属化物質のもとで入手可能である。ポリエステルメッシュキャリア上のアルミニウムフォイルは、Ｎｅｐｔｃｏ，Ｐａｗｔｕｃｋｅｔ，Ｒｈｏｄｅ　Ｉｓｌａｎｄから入手可能である。
【００１２】
金属の選択は、部分的に、ＥＭＩシールドの取り付け条件によって先導される。例えば、特定の金属は、ＥＭＩシールドの電解腐食を避けるためにエンクロージャにおいて、隣接する本体金属の組成に起因して選択され得、この電解腐食は、電気抵抗を増加させ得、そして電気接地性能を低下し得る。金属化テープは、適用の容易さおよび耐久性の両方について望ましい。
【００１３】
明細書中上記で言及されたＯ’Ｃｏｎｎｏｒらの特許において記載されたもののような金属ファブリックは、銅または他の適した金属の触媒された繊維もしくはフィルム基板上への無電解蒸着のような無電解メッキプロセスによって、一般的に作製される。その後、１つ以上のさらなる金属層（例えば、ニッケル）が、銅の上に無電解蒸着または電解蒸着され得る。これらのさらなる層は、下にある銅層を腐食から防ぐために適用されるが、この腐食は抵抗力を増加させ、それによって電気電導度およびそれから作製されるＥＭＩガスケットの性能を低下し得る。銅上のこのさらなるニッケル層はまた、基部の銅よりも堅い表面を提供する。
【００１４】
（発明の要旨）
２つの開発が、非伝導性エンクロージャ（例えば、セルラー電話、コンピュータなどのための成形されたプラスチックハウジング）のためのＥＭＩシールドの分野において、数年間にわたって独立して進歩してきた。第一の開発は、適所での形成（ｆｏｒｍ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ）（「ＦＩＰ」）プロセスである。例えば、発明の名称「Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ａ　Ｃａｓｉｎｇ　Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ａ　Ｓｃｒｅｅｎ　Ａｇａｉｎｓｔ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ」の米国特許第５，８２２，７２９号（その開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される）を参照のこと。ＦＩＰプロセスの目的は、シールドされるべき基板に直接適用され得、これによって、組立プラントにおいてＥＭＩガスケットを加工片に取り付ける工程を排除する、伝導性でありかつ圧縮弾性のＥＭＩガスケットを製造することである。ＦＩＰプロセスに伴う１つの問題は、比較的複雑かつ高価な分配設備を、鋳造または成形のプラントにおいて、あるいは組立プラントにおいて有することが必要であることである。この設備の容量利用率は非常に低くあり得るので、単一の成分に対する使用に起因して、このことは、危険でありかつ潜在的に非経済的な状況である。
【００１５】
ＥＭＩシールディングの分野における第二の開発は、伝導性のコーティング、特に、伸展可能な伝導性コーティングの生産である。このコーティングは、高い伝導性を有するコーティングであり、これはフィルムまたは他の可撓性基板に適用され得、この基板が後に、伝導性の有意な劣化なしに、所望の形状に形成される。例えば、発明の名称「Ｗａｔｅｒ−Ｂａｓｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｔｈｉｃｋ　Ｆｉｌｍ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｉｎｋ」の米国特許第５，２８６，４１５号および発明の名称「Ｗａｔｅｒ−ｂａｓｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｔｈｉｃｋ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｉｎｋ」の米国特許第５，３８９，４０３号（これらの開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される）を参照のこと。Ａｃｈｅｓｏｎ　Ｃｏｌｌｏｉｄｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｏｒｔ　Ｈｕｒｏｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎは、熱成形可能なフィルム（例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ　ＥｌｅｃｔｒｉｃのＬｅａｎ（登録商標））にコーティングされる場合に、比較的高い伸長に延伸される場合においてさえも高い導電性を維持する、銀インクに基づく製品を開発した。熱成形可能なフィルムは、「カン（ｃａｎ）」として公知の比較的複雑な三次元形状に形成され得る。伸展可能なコーティングを有する熱成形可能なフィルムは、従来の金属カン、ならびに伝導性塗装およびメッキプロセス（移動電話および他の非伝導性の小さなエンクロージャにおいて使用される）に取って代わり得る。熱成形可能なフィルムおよび伸展可能なコーティングはまた、より大きな電子パッケージの一部であり得る。
【００１６】
熱成形可能なフィルム、伸展可能な伝導性コーティングおよびＦＩＰガスケットを組み合わせて、容易に作製され得、そして電子機器への設置のために集中位置からより小さな組立プラントへと容易に輸送され得る、一体的なＥＭＩシールドを製造し得ることが発見された。
【００１７】
ＥＭＩシールドは、ポリマーの厚いフィルムの伸展可能な伝導性コーティングから作製され、これは、高い延伸において高い電気電導性を維持し、これは、ＦＩＰガスケットと組み合わせて熱成形可能なフィルムに適用される。ＥＭＩシールドおよびＦＩＰガスケットは、所定の構造の内側全体のＥＭＩシールドを提供する。
【００１８】
例えば、適切な熱成形可能なフィルムとしては、Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｉｔｔｓｆｉｅｌｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓによって製造される、ＬＥＸＡＮ（登録商標）およびＶＡＬＯＲ（登録商標）が挙げられる。ポリマーの厚いフィルムの伸展可能な伝導性コーティングの一例は、Ａｃｈｅｓｏｎ　Ｃｏｌｌｏｉｄｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｏｒｔ　Ｈｕｒｏｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎによって製造される、Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ（登録商標）ＳＰ−４０５である。
【００１９】
従って、１つの実施形態によれば、本発明は、ＥＭＩシールドを形成するための方法に関する。この方法は、以下の工程：（ａ）第一の面および第二の面を有する熱成形可能なフィルムを提供する工程；（ｂ）伸展可能な伝導性コーティングをこの熱成形可能なフィルムに適用する工程；（ｃ）この熱成形可能なフィルムを切断する工程；（ｄ）この熱成形可能なフィルムを三次元形状に熱成形する工程；ならびに（ｅ）圧縮可能なＥＭＩガスケットをこの熱成形可能なフィルムに適用する工程を包含し、ここで、工程（ｂ）〜（ｅ）は、任意の順で実施され得る。
【００２０】
別の実施形態において、本発明は、ＥＭＩシールドに関する。このＥＭＩシールドは、第一の面および第二の面を有する熱成形可能なフィルムであって、ここで、この熱成形可能なフィルムは、三次元形状に熱形成される、熱成形可能なフィルム；この熱成形可能なフィルムに適用された、伸展可能な伝導性コーティング；およびこの熱成形可能なフィルムに取り付けられる圧縮可能なＥＭＩガスケットを備える。
【００２１】
なお別の実施形態において、この伸展可能な電気伝導性コーティングは、伸展可能なフィルムおよび伝導性の繊維を含む。別の実施形態において、伸展可能なフィルムのガラス転移温度は、熱成形可能なフィルムのガラス転移温度より低い。
【００２２】
本発明の上記およびさらなる利点は、添付の図面と組み合わせて、以下の説明を参照することによって、よりよく理解され得る。
【００２３】
（発明の詳細な説明）
ＥＭＩシールドの製造の実施形態のためのプロセスの例を、図１に示す。
【００２４】
第一の工程において、ＥＭＩシールドは、熱成形可能なフィルム（例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ　ＥｌｅｃｔｒｉｃのＬｅｘａｎ（登録商標））から作製される。この熱成形可能なフィルムは、必要とされる製造の規模に依存して、小さなシートまたは大きなシートであり得るか、あるいは長い連続的なリールであり得る。一般に、成形可能なフィルムが使用され得、そしてさらに、必要とされる形状が平坦である場合には、成形不可能なフィルムが使用され得る。
【００２５】
熱成形可能なフィルムは、伝導性の伸展可能なインク（例えば、Ａｃｈｅｓｏｎ　Ｃｏｌｌｏｉｄｓ　ＣｏｍｐａｎｙのＥｌｅｃｔｒｏｄａｇ（登録商標）ＳＰ−４０５インク）によってコーティングされて、伸展可能な伝導性コーティングを形成する。この伸展可能なインクは、３−Ｄ形状の場合には、任意の伸展可能なインクであり得、そして２−Ｄ形状の場合には、任意の伝導性インク（または塗料もしくはメッキ）であり得る。伸展可能なインクは、種々のプリンティングまたはフィルムコーディングのプロセス（例えば、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、凸板印刷、パッド印刷、スロット印刷、フラッド印刷、スプレーコーティング、およびジェット印刷）によって、フィルムに適用され得る。
【００２６】
成形プロセスの間に用いる部分の構成に依存して、ＥＭＩシールドのかなりの量の伸長が、あり得る。このシールドの幾何的な特徴は、集中（濃縮）である。これが、次に、伸展可能なインクに過度の応力をかけ得る。伸展可能なインクの伸びが難しすぎる場合、これは、伝導層の破壊を生じ、これが次に伝導性の損失およびシールディングの損失を生じる。理想的には、伝導層は、部分全体にわたって無限に伸展し得る層である。実際には、これは、ほとんどの高度に伝導性の材料が破壊される傾向にあるので、困難である。また、伸展に最適である材料は、一般に、伝導性シールドとして用いられるのに十分なほど伝導性ではない。
【００２７】
別の実施形態において、伸展可能な伝導性コーティングは、伝導性ファイバーと伸縮可能なフィルムとの組み合わせから形成され得る。伸展可能なフィルムは、一般に熱成形可能なフィルムよりも低いガラス転移温度を有する材料から選択され得、そして１つの実施形態においては、ポリマーであり得る。伝導性ファイバーとの使用のために選択したポリマーは、ほとんど液体になるまで、非常に熱可塑性であり得、これはポリマー／伝導性ファイバー層の組み合わせを生じ、これは熱成形可能なフィルムを熱成形することによって生じる幾何的変化に対して非常に従順になるが、この伝導性ファイバーは、伝導性のわずかな損失と相互作用し続ける。図２は、熱成形可能なフィルム３０上の伸展可能な伝導性コーティング２０を例示している。
【００２８】
１つの実施形態において、伝導性ファイバーは、熱成形可能なフイルム上に配置され得、そして伸展可能フィルムは、伝導性ファイバーの頂部に配置され得る。熱成形可能フィルム、伝導性ファイバー、および伸展可能フィルムの整列は、伝導性ファイバーが伸展可能フィルムと一体化することを可能にするように積層され得る。別の実施形態において、伸展可能フィルムは、伝導性ファイバーと混合され得るファイバー中に加工され得る。伝導性ファイバーおよび伸展可能フィルム由来のファイバーの混合物は、少なくとも部分的に伸展可能フィルムファイバーを溶融する温度で、熱成形可能フィルム上に溶着され得る。
【００２９】
伝導性ファイバー用の材料は、ステンレス鋼ファイバー（Ｂａｅｃｋｅｒｔ）、Ｎａｓｌｏｎ−ＳＵＳ３１６Ｌ（Ｎｉｐｐｏｎ　Ｓｅｉｓｅｎ　Ｃｏ．Ｏｓａｋａ−Ｃｉｔｙ，Ｊａｐａｎ）、Ｐａｎｅｘ　Ｃｈｏｐｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ−ＰＸ３３ＣＦ１０００−０１（Ｚｏｌｔｅｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）、およびＸ−Ｓｔａｔｉｃ　Ｓｉｌｖｅｒ　Ｎｙｌｏｎ　Ｆｉｂｅｒ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｓｃｒａｎｔｏｎ，ＰＡ）を含む。直径が少なくとも約３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）長、および約０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）未満である、任意のファイバーが用いられ得るが、ただし、このファイバーの外部表面は、Ｍｉｌ−Ｇ−８３５２８パラグラフ４．６．１１／ＡＳＴＭ９９１で測定した場合、約５０ミリｏｈｍ・ｃｍ未満、好ましくは約２５ミリｏｈｍ・ｃｍ未満、より好ましくは約１０ミリｏｈｍ・ｃｍ未満まで材料のバルク伝導性を生成するのに十分に金属でコーティングされていることが条件である。純粋な成分のファイバーが、同様に用いられ得るが、ただしバルク抵抗率がほぼこれらの値以下であることが条件である。さらに、用いられ得るいくつかの他の伝導性材料は、銀充填粒子、銀／銅薄片、銀／ナイロンファイバー、銀炭素ファイバー、スズ被覆銅フラッシュ（ｔｉｎ　ｏｖｅｒ　ｃｏｐｐｅｒ　ｆｌａｓｈ）、およびスズである。
【００３０】
伸展可能フィルム用の材料は、ポリプロピレンおよびポリエチレンのファーバーまたはフィルム（両方ともＤｏｗ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能）を含む。伸展可能フィルムのための他の適切なポリマーとしては、この熱可塑性ポリマーが、支持ポリマーシールドよりも低いガラス転移温度（例えば、少なくとも約２０℃低い）を有する限り、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブチジエン−スチレン（ＡＢＳ）、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリカーボネート、ポリエステル、およびポリアミドが挙げられる。さらに、シリコーン材料がまた、伸展可能フィルムに用いられ得る。
【００３１】
伸展可能な伝導性コーティングは、ポリエチレンおよび／またはポリプロピレンファイバーを、伝導性ファイバーと混合すること、ならびにこの複合材を熱成形可能なフィルムでカレンダ加工（ｃａｌｅｎｄｅｒ）または積層することによって、作成できる。熱成形可能なフィルムに伸展可能な伝導性コーティングを適用するための他の方法は、ウエットコーティング、カーディング（ｃａｒｄｉｎｇ）、メッキ、コーティング、フロック加工（ｆｌｏｃｋｉｎｇ）、ドライレイド（ｄｒｙ　ｌａｉｄ）スクリーニング、および真空金属／イオンスパッタ（ｖａｃｕｕｍ　ｍｅｔａｌ／ｉｏｎ　ｓｐｕｔｔｅｒ）技術が挙げられる。
【００３２】
伝導性ファイバー用の材料、伸展可能フィルム用の材料、ならびに伸展可能フィルムおよび伝導性ファイバーからなる伸展可能伝導性コーティングを熱成形可能なフィルムに適用する方法の種々の順列組み合わせが、選択されて、ＥＭＩシールドの所望の表面伝導性およびシールディング効率を生じ得る。
【００３３】
いくつかの実施形態において、伝導性コーティングは、熱成形可能なフィルムの両側に適用され得る。他の実施形態において、伝導性コーティングは、熱成形可能なフィルムの片側に適用され得る。この伝導性コーティングは、均一に適用されてもよいし、またはグリッド（格子）のようなパターンで適用されてもよい。なお他の実施形態において、この伝導性コーティングは別々の領域（エリア）または区域（ゾーン）に適用され得る。
【００３４】
第二の工程において、得られたコーティングされたフィルムを次に所望の２次元形状に切断する。当業者に公知の任意の切断プロセス、例えば、ウォータージエット切断、レーザー切断、ダイ（ｄｉｅ）切断、ホットワイヤ切断などが用いられ得る。このフィルムは、切断されて単一の形状、または複数の類似もしくは異なる形状（これは、スプルーによって一緒に保持され得る）を生成し得る。
【００３５】
次に、第３工程で、カットフィルムを、所望の３次元形状に熱成形する。当業者に公知の熱成形の任意の方法が用いられ得る。３次元形状の複雑さは、１つの矩形延伸によって成形される単なるボックスから、異なるチャンバサイズおよび深さを有する複数のチャンバ部分にまで、大きく変化し得る。例えば、図３Ａ〜３Ｃを参照のこと。
【００３６】
熱成形（陽成形）の１つの方法が、図４Ａ〜４Ｃに例示されている。熱成形可能なフィルム３０および伸展可能な伝導性コーティング２０を、ヒーター５０によって加熱して、熱成形可能なフィルム３０および伸展可能な伝導性コーティング２０を軟化する。次いで、熱成形可能フィルム３０および伸展可能伝導性コーティング２０をモールド（鋳型）（ｍｏｌｄ）６０に適用し、バキューム７０を吸引して、熱成形可能なフィルム３０および伝導性コーティング２０を鋳型６０に適合させる。一旦十分に冷却すれば、型に合わせて熱成形可能なフィルム３０および伸展可能な伝導性コーティング２０が鋳型６０から取り外される。
【００３７】
最後に、伝導性エラストマーガスケットを、下記のおよび図６に例示のＦＩＰ分配装置を用いて、任意の所望のパターンで、コーティングした熱成形したフィルム上に分配する。ＦＩＰガスケットは、代表的に、ペリマター（周辺）、エッジ（端）、リップ、または他の類似の構造に適用される；しかしより複雑な部分では、ＦＩＰガスケットが内部壁または外部壁、仕切り板（ｄｉｖｉｄｅｒ）、または最終の組み立て構成要素もしくはハウジング中の隣接構造で形成する他の類似の表面に適用され得る。次いで、この伝導性エラストマーガスケットは、例えば、連続オーブン中で、周囲温度でかまたは上昇した温度のいずれかによって、硬化される。
【００３８】
エラストマーガスケットを製造するためにＦＩＰ方法を用いることに加えて、ＥＭＩをシールドするために当業者に公知の他のガスケットが用いられ得る。例えば、このガスケットは、伝導性エラストマー以外であり得、これには、金属化した線維で包まれた発泡ガスケット、金属フィンガー、編まれたガスケット、印刷可能発泡性インクなどが挙げられるがこれらに限定されない。ある場合には、完成した構成要素は、別の環境ガスケット、例えば、ポリウレタンガスケットを含み得る。
【００３９】
次いで、完成したシールディング要素を、組み立てプラントに輸送し、ここでシールディング機能全体が、単にこの単一の切片をエンクロージャの中に配置することによって達成される。シールディング複合体の断面の例は、図１、図３Ｃおよび図４に示されている。
【００４０】
４つの一般的プロセスの工程が、この特定の順序で実施されるべきではなく、そして実際には、任意の順序で実施され得ることに注意のこと。例えば、ＦＩＰガスケットは、コーティング、切断、または成形の前かまたは後のいずれかに適用され得る。同様に、コーティングは、コーティＦＩＰガスケットの、切断、成形または適用の前かまたは後のいずれかに適用され得る。
【００４１】
図５は、種々の伝導性コーティングについての、表面伝導率およびシールド有効性の試験結果の概要を示す表である。この表は、伝導性材料、ベース伸展可能フィルム、および熱成形可能フィルムに対して伝導性コーティングを適用するための製造方法を示す。この表はまた、伝導性コーティングの厚み、および伝導性コーティングの例示的延伸量を示す。表面伝導率およびシールド有効性の試験結果は、成形されていない伝導性層について（熱成形可能なフィルムへの伸展可能伝導性コーティングの適用後）、および成形された伝導性層について（ＥＭＩガスケットの３次元成形後）の両方について、提供されている。この試験結果は、一般に、表面伝導率は、伝導性層が３次元的に成形された後に増大することを示す。この試験結果はまた、一般に、Ａｇ粒子インク以外は、シールディング有効性（ＳＥ）が、３次元的に成形される前、および後で比較的一定に残っていることを示す。
【００４２】
ガスケットを所定の位置で形成するための方法は多数存在する。例えば、図６に例示されるのは、伝導性粒子および発泡性混合物からなるＥＭＩシールドを製造するための方法１００の実施形態である。１つの実施形態において、伝導性粒子１０５（例えば、刻まれた金属ファイバーまたは金属化されたポリマーファイバー）を、発泡性の混合物の成分に添加する。発泡性混合物の成分は、ウレタン混合物のポリマー成分１１０およびイソシオネート成分１１５であり得る。ポリオール成分１１０、イソシオネート成分１１５、および伝導性粒子１０５を、１つ以上の混合ヘッド１２５において混合し、伝導性粒子１２０の一体化網目状構造（ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ）を有するウレタン混合物を生成する。
【００４３】
次いで、伝導性粒子１２０の一体化網目状構造を有するウレタン混合物を利用可能な手段によって処理して、所望のサイズおよび形状の伝導性ＥＭ１ガスケットを生成する。１つの実施形態において、伝導性粒子１２０の一体化網目状構造を有するウレタン混合物を、ｘｙｚ位置決めシステム１４５を用いて、ノズル１３０を通して、電気的囲い１４０の表面１３５上に直接分配し、混合物１２０フォーム（泡状物）および硬化物として所定の位置にＥＭＩガスケットを形成する。
【００４４】
ＦＩＰ　ＥＭＩガスケットは、伝導性フォームで製造され得る。ここで伝導性要素を、泡状化学マトリックスへ有機金属化合物を加えることによるキャスティングの前に泡状マトリックス（これは、発泡プロセスの間に伝導性要素へ変形される）中に導入する。
【００４５】
さらに、種々の形態の炭素をウレタンフォーム化合物前駆体に加えて、１００〜１０００オーム／平方の表面抵抗率を有する発泡体（泡状物）（フォーム）を生成し得る。しかし、これらの材料は、比較的高い抵抗率によって、ＥＭＩシールド適用における使用には限界がある。新しいプロセスで、泡状化合物前駆体（これは、銀メッキガラス球、約１０^−５ｏｈｍ・ｃｍ以下のバルク抵抗率を有する焼結した金属粒子（例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ）、および銀メッキ銅粒子）中に、より高度な伝導性の材料を導入することによって、１０オーム／平方未満である伝導性フォーム（泡状物）を生成する。他の伝導性材料は、伝導性ポリマーと呼ばれる非金属材料のクラスを含む。これは、ポリ−Ａｎａｌｉｎｅのような材料を含む。
【００４６】
伝導性泡状物を生成する別の方法は、発泡プロセスの間に有機金属化合物を反応させることによって発泡プロセスにおいて伝導性要素を生成することである。これは、還元剤を、発泡の前に、泡状物の２つ以上の前駆体化合物のうちの１つに導入することによって達成される。これらの化合物の１つの例は、酢酸銅であるが、任意の金属化合物（泡状物化合物前駆体の１つと適合する）が用いられ得る。
【００４７】
用いられ得る化学的発泡システムの例としては、ポリエステルおよびポリエーテル型を含む非常に広範な範囲のウレタンフォーム（泡状物）が挙げられる。クロロプレン（より通常には、ネオプレンラバーフォームとして公知）がまた用いられ得る。
【００４８】
本明細書において記載されるバリエーション、改変および他の実施は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、成形可能な非伝導性基板を伝導性コーティングおよびＦＩＰギャップガスケットと組み合わせるための種々の方法の、本発明の実施形態のプロセス図である。
【図２】
図２は、熱成形可能なフィルム上の伝導性コーティングの概略図である。
【図３Ａ】
図３Ａ〜３Ｃは、単純な熱成形されたＥＭＩシールドおよびより複雑な熱成形されたＥＭＩシールドの実施形態の概略図である。
【図３Ｂ】
図３Ａ〜３Ｃは、単純な熱成形されたＥＭＩシールドおよびより複雑な熱成形されたＥＭＩシールドの実施形態の概略図である。
【図３Ｃ】
図３Ａ〜３Ｃは、単純な熱成形されたＥＭＩシールドおよびより複雑な熱成形されたＥＭＩシールドの実施形態の概略図である。
【図４Ａ】
図４Ａ〜４Ｃは、熱成形可能なフィルムの輪郭付けのためのプロセス工程である。
【図４Ｂ】
図４Ａ〜４Ｃは、熱成形可能なフィルムの輪郭付けのためのプロセス工程である。
【図４Ｃ】
図４Ａ〜４Ｃは、熱成形可能なフィルムの輪郭付けのためのプロセス工程である。
【図５】
図５は、種々の伝導性材料および熱成形可能材料から作製された、伝導性コーティングの表面伝導率およびシールド効果の試験結果を要約する表である。
【図６】
図６は、輪郭付けされた基板上でのＦＩＰプロセスの概略図である。

Claims (29)

1. ＥＭＩシールドを形成する方法であって、該方法は、以下：
   （ａ）第一の面および第二の面を備える熱成形可能なフィルムを提供する工程；
   （ｂ）該熱成形可能なフィルムに伸展可能な伝導性コーティングを適用する工程；
   （ｃ）該熱成形可能なフィルムを切断する工程；
   （ｄ）該熱成形可能なフィルムを３次元の形状に熱成形する工程；ならびに
   （ｅ）圧縮可能なＥＭＩガスケットを、該熱成形可能なフィルムに適用する工程、
   を包含し、ここで、工程（ｂ）から（ｅ）が任意の順番で実施され得る、方法。
2. 工程（ａ）の前記熱成形可能なフィルムが、ロールから延伸される、請求項１に記載の方法。
3. 前記熱成形可能なフィルムに伸展可能な伝導性コーティングを適用する工程（ｂ）が、プリンティングプロセスおよびフィルムコーティングプロセスからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
4. 前記プリンティングプロセスおよびフィルムコーティングプロセスの群が、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、凸版印刷、パッド印刷、スロットコーティング、フラッドコーティング、スプレーコーティング、およびジェット印刷をふくむ、請求項３に記載の方法。
5. 前記熱成形可能なフィルムに伸展可能な伝導性コーティングを適用する工程（ｂ）が、該伸展可能な伝導性コーティングを、該熱成形可能なフィルムの第一の側面および第二の側面のうちの少なくとも一方に適用することヲ包含する、請求項１に記載の方法。
6. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、前記熱成形可能なフィルムの第一の側面および第二の側面のうちの少なくとも一方に実質的に均一に適用される、請求項５に記載の方法。
7. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、前記熱成形可能なフィルムの第一の側面および第二の側面のうちの少なくとも一方で、少なくとも１つのゾーンに選択的に適用され、そして別のゾーンには適用されない、請求項５に記載の方法。
8. 前記工程（ｄ）のＥＭＩガスケットが、伝導性エラストマー、ファブリクを巻きつけたフォーム、金属フィンガー、ポリウレタン、および編まれたガスケットからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
9. 前記ＥＭＩガスケットを前記熱変化可能なフィルムに適用する工程（ｄ）が、以下：
   伝導性粒子を発泡可能な材料と混合して、伝導性粒子の一体化網目構造を備えるフォーム混合物を形成する工程；および
   該伝導性粒子の一体化網目構造を備えるフォーム混合物を処理して、該ＥＭＩガスケットに成形する工程、
   を包含する、請求項１に記載の方法。
10. 前記発泡可能な材料が、ポリオール成分およびイソシアネート成分であり、これらがウレタンフォーム混合物を形成する、請求項９に記載の方法。
11. 前記伝導性粒子の一体化網目構造を備えるウレタンフォーム混合物を処理して、ＥＭＩガスケットに成形する工程が、前記熱成形可能なフィルムの表面をノズルに対して移動させて、該ＥＭＩガスケットを適所に形成する工程であって、該ノズルが該伝導性粒子の一体化網目構造を備えるウレタンフォーム混合物を供給する、工程、を包含する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記伝導性粒子が、銀メッキガラス球、焼結金属粒子、銀メッキ銅粒子、および伝導性ポリマーからなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
13. 前記焼結金属粒子が、約１０^−５ｏｈｍ・ｃｍ未満のバルク抵抗率を有する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、伝導性ファイバーおよび伸展可能なフィルムを含む、請求項１に記載の方法。
15. 請求項１に記載の方法に従って製造された製品。
16. ＥＭＩシールドであって、該シールドは、以下：
    （ａ）熱成形可能なフィルムであって、該熱成形可能なフィルムは、第一の側面および第二の側面を有し、ここで、該熱成形可能なフィルムが、３次元の形状に熱成形される、熱成形可能なフィルム；
    （ｂ）伸展可能な伝導性コーティングであって、該伸展可能な伝導性コーティングが該熱成形可能なフィルムに適用される、伸展可能な伝導性コーティング；および
    （ｃ）圧縮可能なＥＭＩガスケットであって、該圧縮可能なＥＭＩガスケットが、該熱成形可能なフィルムに取付けられる、圧縮可能なＥＭＩガスケット、
    を備える、ＥＭＩシールド。
17. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、前記熱成形可能なフィルムの第一の側面および第二の側面のうちの少なくとも一方に適用される、請求項１６に記載のＥＭＩシールド。
18. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、前記熱成形可能なフィルムの第一の側面および第二の側面のうちの少なくとも一方に実質的に均一に適用される、請求項１７に記載のＥＭＩシールド。
19. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、前記熱成形可能なフィルムの第一の側面および第二の側面のうちの少なくとも一方で、少なくとも１つのゾーンに選択的に適用され、そして別のゾーンには適用されない、請求項１７に記載のＥＭＩシールド。
20. 前記圧縮可能なＥＭＩガスカットが、発泡可能な材料と伝導性粒子との混合物を含み、該混合物が伝導性粒子の一体化網目構造を備えるフォーム混合物を形成する、請求項１６に記載のＥＭＩシールド。
21. 前記発泡可能な材料が、ポリオール成分およびイソシアネート成分であり、これらがウレタンフォーム混合物を形成する、請求項２０に記載のＥＭＩシールド。
22. 前記伝導性粒子が、銀メッキガラス球、焼結金属粒子、銀メッキ銅粒子、および伝導性ポリマーからなる群から選択される、請求項２０に記載のＥＭＩシールド。
23. 前記焼結金属粒子が、約１０^−５ｏｈｍ・ｃｍ未満のバルク抵抗率を有する、請求項２２に記載のＥＭＩシールド。
24. 前記伸展可能な伝導性コーティングが、伝導性ファイバーおよび伸展可能なフィルムを備える、請求項１６に記載のＥＭＩシールド。
25. 伝導性ファイバーおよび伸展可能なフィルムを備える、伸展可能な伝導性コーティング。
26. 前記伝導性ファイバーが、ステンレス鋼ファイバー、銀金属化ファイバー、銀充填、銀／銅フレーク、銀／ナイロンファイバー、銀炭素ファイバー、スズ被覆銅フラッシュ、およびスズからなる群から選択される、請求項２５に記載の伸展可能な伝導性コーティング。
27. 前記伝導性ファイバーの外側表面が、ＡＳＴＭ　９９１下で、約１０ミリｏｈｍ・ｃｍ未満までの、材料のバルク伝導率を生成するに十分な金属でコーティングされる、請求項２５に記載の伸展可能な伝導性コーティング。
28. 前記伸展可能なフィルムが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブチジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリエステルおよびポリアミドからなる群から選択される、請求項２５に記載の伸展可能な伝導性コーティング。
29. 前記伸展可能なフィルムが、前記熱成形可能なフィルムのガラス転移温度よりも低いガラス転移温度を有する、請求項２４に記載のＥＭＩシールド。

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